led-osveschenie-v-proizvodstve-produktsii-rastenievodstva-zakrytogo-grunta

ля решения одной

современных инновационных техно-

и лекарственные растения в тепли-

из приоритетных задач,

логий, повышающих рентабельность

цах без искусственного досвечива-

стоящих перед агро-

производства. Одна из них – культи​-

ния. Чаще всего для этого пока ис-

промышленным ком-

вирование растений с использова-

пользуют люминесцентные, метал-

плексом Беларуси –

нием светодиодного (Light Emission

логалогенные, натриевые лампы вы-

Дувеличения импорто­

Diodes – ​LED) излучения.

сокого давления (например, ДНаТ).

замещения и экспорта овощей

Низкая интенсивность есте-

При этом 30–40 % себестоимости

защищенного грунта – необходимо​

ственного освещения и короткий

растительной продукции составля-

модернизировать объекты теплич-

фотопериод­ в осенне-зимний сезон

ют расходы на электроэнергию. Сни-

ного комплекса. Поэтому сегодня

на территории Беларуси не позволя-

зить их можно с помощью альтерна-

существует потребность в разра-

ют выращивать овощные, зеленные,

тивных инновационных технологий,

ботке и внедрении отечественных

пряно-ароматические, декоративные

в частности LED-освещения [1, 2].

38 НАУКА И ИННОВАЦИИ  | №5 (183) | Май 2018 |

http://innosfera.by

http://innosfera.by

| №5 (183) | Май 2018 | НАУКА И ИННОВАЦИИ  39

оптимальные режимы освещения

Варианты освещения

без доступа естественного света

Параметры

Контроль,

для ряда культур, в том числе для

люминесцентные LED, спектр 1

LED, спектр 2

LED, спектр 3

высокостебельных сортов томата.

фитолампы (Osram)

Культивирование томата

Морфометрия

высота растений

+

+

++

++

Это одна из основных культур

длина междоузлий

++

++

+

++

растениеводства закрытого грун-

диаметр стебля

++

++

+

+

та в Беларуси, занимающая 125,2

биомасса

+

++

+

++

из 230,7 га зимних теплиц. Поэто-

Физиологические процессы

му разработка регламентов ее ос-

содержание

+

++

+

++

вещения с помощью высокоэффек-

пигментов

тивных LED-облучателей является

удельная

приоритетной.

поверхностная

+

++

+

++

плотность листа

Для исследования нами были

интенсивность

отобраны сорта, распространенные

+

++

+

++

фотосинтеза

в тепличных комбинатах Беларуси.

Антиоксидантная система

Томаты выращивали, соблюдая тех-

содержание феноль-

+

++

+

++

нологический режим, принятый

ных соединений

при промышленном культивиро-

антирадикальная

+

++

+

+

вании. В эксперименте использо-

активность

активность

вали три типа облучателей: люми-

антиоксидантных

+

++

+

+

несцентные фитолампы и натри-

ферментов

евые лампы (ДНаТ 250) немецкой

компании Osram, а также белорус-

Примечание: Знак «++» – оптимальное значение параметра или интенсивности процесса

ские экспериментальные LED-облу-

Таблица 1. Влияние разных вариантов освещения на морфометрические и биохимические

чатели (оформляются заявки на па-

параметры 30-дневных растений (рассады) томата сорта Торреро

тенты) с композицией всех длин

с контролем. Причем рост стебля

синтетической и фотосинтетиче-

волн и различным их соотноше­

нием (спектры 1–6).

в варианте 2, скорее всего, про-

ской активности растений, куль-

Выращивание рассады. Для по-

исходил за счет процессов «роста

тивируемых при LED-освещении

лучения высоких урожаев томата

растяжением» и накопления во-

со спектрами 1 и 3, свидетельству-

важны световые условия культи-

ды, а в варианте 3 сопровождал-

ют увеличение удельной поверх-

вирования рассады. Поэтому пре-

ся активацией биосинтетических

ностной плотности листа, содер-

жде всего был проведен монито-

процессов. Спектры 1 и 3 стиму-

жание пигментов, более интенсив-

ринг ростовых процессов в течение

лировали увеличение биомассы,

ное выделение кислорода при фо-

первых 30 суток при эксперимен-

содержания сухого вещества ве-

тосинтезе, стимуляция биосинтеза

тальном светодиодном и традици-

гетативных органов. Освещение

и накопления фенольных соедине-

онном освещении с одинаковым

со спектром 1 приводит к форми-

ний. При использовании светоди-

уровнем плотности потока фото-

рованию низкорослых компактных

одных облучателей со спектром 1

нов (200 мкмоль∙м2∙с1). Исследованы

растений, увеличению диаметра

отмечено более высокое по сравне-

морфометрические показатели, ин-

стебля, что обеспечивает рассаде

нию с остальными вариантами со-

тенсивность фотосинтеза и дыхания,

бóльшую механическую устойчи-

держание каротиноидов, антиради-

содержание пигментов, активность

вость и способность к поглощению

кальная и антиоксидантная актив-

антиоксидантных систем (табл. 1).

воды и элементов минерального

ность. Таким образом, установлен

LED-освещение со спектрами 2

питания при пересадке, а значит,

спектральный состав LED-освеще-

и 3 активировало удлинение рас-

повышает адаптивный потенциал.

ния, при котором растения рас-

тений на 20–25 % по сравнению

Дополнительно об усилении био-

сады томата отличаются от кон-

http://innosfera.by

| №5 (183) | Май 2018 | НАУКА И ИННОВАЦИИ  41

Варианты освещения

дью 260 м2) для культивирования

высокостебельных сортов тома-

Параметры

ДНаТ + МГ

LED, спектр 4

LED, спектр 5

LED, спектр 6

та на Минской овощной фабрике.

Урожайность, кг/м2

44,046

47,232

48,363

47,406

Следует отметить, что по совокуп-

Содержание в плодах, мг/кг

ности характеристик эксперимен-

ликопина

23,28±1,23

30,33±1,17*

37,09±1,31*

28,79±1,59

тальные образцы светодиодных те-

пличных облучателей не уступа-

витамина С

110,45±0,64

147,28±0,91*

166,43±1,07*

97,05±0,46

ют лучшим зарубежным аналогам

растворимого белка

563,18±32,79

690,69±51,01*

712,19±43,47*

900,92±62,03*

(рис. 2, табл. 3) [5].

В рассадном отделении Мин-

* – различия достоверны по сравнению с контролем при p≤0,05

ской овощной фабрики при экс-

Таблица 2. Влияние различных вариантов внутриценозной досветки на урожайность и качество

периментальном LED-освещении

плодов растений томата сорта Торреро

(спектр 3) была выращена рассада

томата сорта Балена. Затем расте-

трольных ускоренными темпами

при LED-досветке, значимо пре-

ния были перенесены для дальней-

развития, повышенным уровнем

восходили контрольные (табл. 2).

шего культивирования в условиях

физиологических и биосинтети-

Опытно-

опытно-производственного участ-

ческих процессов, адаптивным

производственный участок

ка при двух вариантах досветки:

потенциалом.

традиционном (ДНаТ 600) и LED

Урожайность и качество пло-

Проведенные в биотехнологи-

(рис. 3). Через 14 суток был прове-

дов. Была также разработана и про-

ческом LED-комплексе исследова-

ден сравнительный мониторинг

тестирована экспериментальная си-

ния, а также финансовая поддерж-

физиолого-биохимических про-

стема боковой LED-досветки томата

ка инновационного фонда Мингор­

цессов. Выяснилось, что если для

в генеративной фазе роста. В каче-

исполкома позволили разработать,

рассады благоприятны спектры 1

стве контроля использовали лампы

изготовить систему LED-досветки

и 3 LED-освещения, то для расте-

ДНаТ и металлогалогеновую (МГ).

и оснастить ею опытно-производ-

ний в генеративной фазе роста –​

Наилучшие результаты (повышение

ственный участок (общей площа-

спектры 7 и 8.

урожайности на 7–10 % и качества

плодов) были получены при свето-

Параметры

Модель ДСП08 6х34-004

Модель ДСП08 7х30-004

диодном освещении со спектрами

Мощность, не более

220 Вт

4–6. Содержание сухого вещества

Напряжение питания (частота)

230 В (50 Гц)

и сахаров в плодах во всех четырех

Эффективность излучения в диапазоне

2,1 мкмоль/(с•Вт)

опытах варьировало несуществен-

400–700 нм

Поток фотонов в диапазоне 400–700 нм

470 мкмоль/с

но. Но по количеству белка, лико-

Эффективность излучения в диапазоне

2,2 мкмоль/(с•Вт)

пина, аскорбиновой кислоты, сое-

400–800 нм

динений-антиоксидантов пло-

Поток фотонов в диапазоне 400–800 нм

495 мкмоль/с

Коэффициент мощности, не менее

0,95

Диапазон рабочих температур

10…35 ºС

Степень защиты

IP65

Габаритные размеры

2000×130×70 мм

2200×130×70 мм

http://innosfera.by

| №5 (183) | Май 2018 | НАУКА И ИННОВАЦИИ  43